The management of metastatic breast cancer requires monitoring of the tumor burden to determine the response to treatment, and improved biomarkers are needed. Biomarkers such as cancer antigen 15-3 (CA 15-3) and circulating tumor cells have been widely studied. However, circulating cell-free DNA carrying tumor-specific alterations (circulating tumor DNA) has not been extensively investigated or compared with other circulating biomarkers in breast cancer.

Sizable genomic regions were screened and low-frequency mutations were identified in circulating DNA of cancer patients using tagged-amplicon deep sequencing (TAm-Seq).

Abstract Circulating tumour DNA analysis can be used to track tumour burden and analyse cancer genomes non-invasively but the extent to which it represents metastatic heterogeneity is unknown. Here we follow a patient with metastatic ER-positive and HER2-positive breast cancer receiving two lines of targeted therapy over 3 years. We characterize genomic architecture and infer clonal evolution in eight tumour biopsies and nine plasma samples collected over 1,193 days of clinical follow-up using exome and targeted amplicon sequencing. Mutation levels in the plasma samples reflect the clonal hierarchy inferred from sequencing of tumour biopsies. Serial changes in circulating levels of sub-clonal private mutations correlate with different treatment responses between metastatic sites. This comparison of biopsy and plasma samples in a single patient with metastatic breast cancer shows that circulating tumour DNA can allow real-time sampling of multifocal clonal evolution.

Background The major clinical challenge in the treatment of high-grade serous ovarian cancer (HGSOC) is the development of progressive resistance to platinum-based chemotherapy. The objective of this study was to determine whether intra-tumour genetic heterogeneity resulting from clonal evolution and the emergence of subclonal tumour populations in HGSOC was associated with the development of resistant disease. Methods and Findings Evolutionary inference and phylogenetic quantification of heterogeneity was performed using the MEDICC algorithm on high-resolution whole genome copy number profiles and selected genome-wide sequencing of 135 spatially and temporally separated samples from 14 patients with HGSOC who received platinum-based chemotherapy. Samples were obtained from the clinical CTCR-OV03/04 studies, and patients were enrolled between 20 July 2007 and 22 October 2009. Median follow-up of the cohort was 31 mo (interquartile range 22–46 mo), censored after 26 October 2013. Outcome measures were overall survival (OS) and progression-free survival (PFS). There were marked differences in the degree of clonal expansion (CE) between patients (median 0.74, interquartile range 0.66–1.15), and dichotimization by median CE showed worse survival in CE-high cases (PFS 12.7 versus 10.1 mo, p = 0.009; OS 42.6 versus 23.5 mo, p = 0.003). Bootstrap analysis with resampling showed that the 95% confidence intervals for the hazard ratios for PFS and OS in the CE-high group were greater than 1.0. These data support a relationship between heterogeneity and survival but do not precisely determine its effect size. Relapsed tissue was available for two patients in the CE-high group, and phylogenetic analysis showed that the prevalent clonal population at clinical recurrence arose from early divergence events. A subclonal population marked by a NF1 deletion showed a progressive increase in tumour allele fraction during chemotherapy. Conclusions This study demonstrates that quantitative measures of intra-tumour heterogeneity may have predictive value for survival after chemotherapy treatment in HGSOC. Subclonal tumour populations are present in pre-treatment biopsies in HGSOC and can undergo expansion during chemotherapy, causing clinical relapse.

Epithelial ovarian cancer is a highly heterogeneous disease and remains the most lethal gynaecological malignancy in the Western world. Therapeutic approaches need to account for inter-patient and intra-tumoural heterogeneity and detailed characterization of in vitro models representing the different histological and molecular ovarian cancer subtypes is critical to enable reliable preclinical testing. There are approximately 100 publicly available ovarian cancer cell lines but their cellular and molecular characteristics are largely undescribed. We have characterized 39 ovarian cancer cell lines under uniform conditions for growth characteristics, mRNA/microRNA expression, exon sequencing, drug response for clinically-relevant therapeutics and collated all available information on the original clinical features and site of origin. We tested for statistical associations between the cellular and molecular features of the lines and clinical features. Of the 39 ovarian cancer cell lines, 14 were assigned as high-grade serous, four serous-type, one low-grade serous and 20 non-serous type. Three morphological subtypes: Epithelial (n = 21), Round (n = 7) and Spindle (n = 12) were identified that showed distinct biological and molecular characteristics, including overexpression of cell movement and migration-associated genes in the Spindle subtype. Comparison with the original clinical data showed association of the spindle-like tumours with metastasis, advanced stage, suboptimal debulking and poor prognosis. In addition, the expression profiles of Spindle, Round and Epithelial morphologies clustered with the previously described C1-stromal, C5-mesenchymal and C4 ovarian subtype expression profiles respectively. Comprehensive profiling of 39 ovarian cancer cell lines under controlled, uniform conditions demonstrates clinically relevant cellular and genomic characteristics. This data provides a rational basis for selecting models to develop specific treatment approaches for histological and molecular subtypes of ovarian cancer.

Abstract Accurate detection of minimal residual disease (MRD) can guide individualized management of early stage cancer patients, but current diagnostic approaches lack adequate sensitivity. Circulating tumor DNA (ctDNA) analysis has shown promise for recurrence monitoring but MRD detection immediately after neoadjuvant therapy or surgical resection has remained challenging. We have developed TARgeted DIgital Sequencing (TARDIS) to simultaneously analyze multiple patient-specific cancer mutations in plasma and improve sensitivity for minute quantities of residual tumor DNA. In 77 reference samples at 0.03%-1% mutant allele fraction (AF), we observed 93.5% sensitivity. Using TARDIS, we analyzed ctDNA in 34 samples from 13 patients with stage II/III breast cancer treated with neoadjuvant therapy. Prior to treatment, we detected ctDNA in 12/12 patients at 0.002%-1.04% AF (0.040% median). After completion of neoadjuvant therapy, we detected ctDNA in 7/8 patients with residual disease observed at surgery and in 1/5 patients with pathological complete response (odds ratio, 18.5, Fisher’s exact p=0.032). These results demonstrate high accuracy for a personalized blood test to detect residual disease after neoadjuvant therapy. With additional clinical validation, TARDIS could identify patients with molecular complete response after neoadjuvant therapy who may be candidates for nonoperative management. One Sentence Summary A personalized ctDNA test achieves high accuracy for residual disease.

Abstract Comparative studies of naturally-occurring canine cancers have provided new insight into many areas of cancer research. The inclusion of pet dogs in the development and validation of circulating tumor DNA (ctDNA) diagnostics may be uniquely informative for human translation for many reasons, including: high incidence of certain spontaneous cancers, repeated access to blood and tumor from the same individuals during the course of disease progression, and molecular heterogeneity of naturally-occurring cancers in dogs. Here, we present a feasibility study of ctDNA analysis performed in 9 healthy dogs and 39 dogs with either benign or malignant splenic tumors (hemangiosarcoma) using shallow whole genome sequencing (sWGS) of cell-free DNA. To enable detection and quantification of ctDNA using sWGS, we adapted two informatic approaches and compared their performance for the canine genome. At presentation, mean ctDNA tumor fraction in dogs with malignant splenic tumors was 11.2%, significantly higher than dogs with benign lesions (3.2%; p 0.001), achieving an AUC of 0.84. ctDNA tumor fraction was 14.3% and 9.0% in dogs with metastatic and localized disease, respectively although this difference was not statistically significant (p 0.227). In paired analysis, ctDNA fraction decreased from 11.0% to 7.9% after resection of malignant tumors (p 0.047). Our results demonstrate that ctDNA analysis is feasible in dogs with hemangiosarcoma using a cost-effective approach such as sWGS. Future studies are underway to validate these findings, and further evaluate the role of ctDNA to assess burden of disease and treatment response during drug development.

This research tries to investigate the dynamic link between higher education institution (HEIs) transformational leaders (TFL) and follower's outcome innovative work behavior (IWB) and Task Performance) through Knowledge sharing (KNS) in Pakistan. Using quantitative design an adopted construct was used to obtain response from HEIs leaders and employees behavior. The obtained information was analyzed through structural equation modeling (SEM) technique via Smart PLS. Results depict that direct link between University Transformational leadership and employees Innovative work behavior as well as Task Performance. The results further postulate that KNS mediate the relationship between Transformational leadership and employees TSP in the context of HEIs. Surprisingly, KNS could not evident to become a mediating variable to strengthen the relationship between transformational Leadership and employees IWB in the HEIs sector of Pakistan. In addition to enhancing the theoretical comprehension of higher education leadership, the outcomes of this article provide that promoting knowledge sharing culture is valuable asset for both existing and future HEIs leaders in order to promote the culture of innovation and creativity. Although recent studies investigate the role of KNS as a mediator, however the current study use KNS as contemporaneous intervening variable for IWB and Task Performance for the first time. The study also confirms theoretical underpinning of social exchange mechanism in strengthening the relationship between leader member's continuum.

Pre-analytical factors can significantly affect circulating cell-free DNA (cfDNA) analysis. However, there are few robust methods to rapidly assess sample quality and the impact of pre-analytical processing. To address this gap and to evaluate effects of DNA extraction methods and blood collection tubes on cfDNA yield and fragment size, we developed a multiplexed droplet digital PCR (ddPCR) assay with 5 short and 4 long amplicons targeting single copy genomic loci (mean amplicon size: 71 bp and 471 bp respectively). Using this assay, we compared performance of 7 cfDNA extraction kits and found cfDNA yield and fragment size varies significantly between them. We also compared 3 blood collection protocols used to collect plasma samples from 23 healthy volunteers (EDTA tubes processed within 1 hour and Cell-free DNA BCT tubes at ambient temperature processed within 24 hours and 72 hours of collection). To assess whether cell-stabilizing preservative in BCT tubes introduced noise in cfDNA, we performed digital targeted sequencing. We found no significant differences in cfDNA yield, fragment size and background sequencing noise between these protocols. In 219 clinical samples tested for quality using the ddPCR assay, cfDNA fragment size was significantly shorter in plasma samples immediately processed for ctDNA analysis compared to archived samples, suggesting background DNA contributed by lysed peripheral blood cells. In summary, we describe a multiplexed ddPCR approach that enables cfDNA quality assessment and could inform the design of future circulating tumor DNA studies.

Naturally occurring primary canine lung cancers are aggressive malignancies that are increasingly common in pet dogs. They share clinicopathologic features with human lung cancers in never-smokers, but their genetic underpinnings are unknown. Through multi-platform sequencing of 89 primary canine lung tumors or cell lines, we discovered somatic, coding HER2 (ERRB2) point mutations in 38% of canine pulmonary adenocarcinomas (cPAC, 28/74), but none in adenosquamous (cPASC, 0/11) or squamous cell (cPSCC, 0/3) carcinomas. In cPASC, KRAS, and TP53 were the most frequently mutated genes (18% each). In cPSCC, no recurrently mutated genes were identified, but individual somatic coding mutations were found in BRAF and PTPN11. In cPAC, we also identified recurrent somatic mutation of TP53 (13.5%), SMAD4 (5.4%), PTEN (4.1%), and VHL (2.7%). cPACs assessed by exome sequencing displayed a low mutation burden (median 64 SNVs, 19 CNVs and 1 SV). The majority (93%) of HER2 mutations are hotspot V659E transmembrane domain (TMD) mutations comparable to activating mutations at this same site in human cancer. Other HER2 mutations identified in this study were located in the extracellular and TMD. The HER2 V659E mutation was detected in the plasma of 33% (2/6) of dogs with localized tumors bearing this mutation. HER2 V659E correlated with constitutive phosphorylation of Akt in cPAC cell lines and HER2 V659E-mutant lines displayed hypersensitivity to the HER2 inhibitors lapatinib and neratinib relative to HER2 wild-type cell lines. These findings have immediate translational and comparative relevance for lung cancer and HER2 inhibition.